5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)研究

楊明　樊海劍　楊曉珍

【摘要】 ? ?近些年移動(dòng)通信事業(yè)快速的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)從3G發(fā)展到4G讓人們有了更好的上網(wǎng)體驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展在各個(gè)國(guó)家都得到了更好的應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)程中，5G網(wǎng)絡(luò)逐步走進(jìn)人們的視野中，各個(gè)科技發(fā)達(dá)的國(guó)家都希望在這領(lǐng)域進(jìn)行突破，而我國(guó)想要更早的進(jìn)行5G通信網(wǎng)絡(luò)的建立，引領(lǐng)時(shí)代潮流，國(guó)家在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展上也進(jìn)行了大量的資金投入，5G網(wǎng)絡(luò)在大數(shù)據(jù)環(huán)境下發(fā)展已成必然趨勢(shì)，移動(dòng)作為我國(guó)通信事業(yè)的佼佼者，必將是5G通信的先行者，下面對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】 ? ?5G ? ?移動(dòng)通信 ? ?發(fā)展探究

引言：

移動(dòng)通信技術(shù)經(jīng)歷了快速發(fā)展的階段，通過(guò)發(fā)展歷史來(lái)看已經(jīng)經(jīng)歷了2G、3G、4G 階段，目前正在向5G階段快速前進(jìn)。眾所周知我國(guó)要想實(shí)現(xiàn)信息化其中很重要的一點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)5G，因此能夠?qū)?G移動(dòng)通信的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行預(yù)見(jiàn)性研發(fā)，對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行提前預(yù)判。5G技術(shù)在信號(hào)的覆蓋范圍、信息傳播的安全性、客戶的體驗(yàn)感和延時(shí)可靠等方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)然在5G移動(dòng)通信實(shí)際發(fā)展過(guò)程中也面臨很多困難，因此在5G技術(shù)攻關(guān)過(guò)程中要加強(qiáng)合作，使得各項(xiàng)技術(shù)能夠平穩(wěn)有效的運(yùn)行，取得好的結(jié)果，就能夠推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展。

在當(dāng)前5G技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，流量大的傳感系統(tǒng)和設(shè)備將是關(guān)注的重點(diǎn)，對(duì)未來(lái)提升服務(wù)的技術(shù)水平和智能化水平具有重要的意義。

一、5G 移動(dòng)通信的概述

1.1 5G 移動(dòng)通信的定義

5G新的技術(shù)是以毫米波技術(shù)為基礎(chǔ)的，即是一種低頻短距離的接入技術(shù)， 其頻率控制在 30 GHz～60 GHz 以內(nèi)，利用短距離接入模式接入數(shù)據(jù)擴(kuò)大頻率的范圍， 能夠?yàn)閺V大客戶的使用帶來(lái)很大的便利。

在接受信號(hào)方面，與以前使用的TDD和FDD只能單一的接收和發(fā)射信號(hào)相比，5G技術(shù)能夠把網(wǎng)絡(luò)資源分給不同類型和需求的用戶，并且能夠隨時(shí)展開(kāi)資源接收任務(wù)。

1.2 5G 移動(dòng)通信發(fā)展的意義

5G技術(shù)能夠給我們?nèi)碌捏w驗(yàn)。能夠大大提升基礎(chǔ)設(shè)施的性能，為各個(gè)行業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支撐。推動(dòng)我國(guó)通信技術(shù)的快速發(fā)展，加快設(shè)備的更新?lián)Q代，帶動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。當(dāng)前來(lái)看，5G技術(shù)的發(fā)展一直受到人們極大的關(guān)注，各國(guó)都在投入人力、物力對(duì)該技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，以期能夠借助該新技術(shù)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。隨著智能化技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展以及物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)有了更高的要求，在大數(shù)據(jù)迅速發(fā)展的背景下，研發(fā)5G技術(shù)，能夠搶占商機(jī)，在科技研發(fā)中搶占先機(jī)，吸引人才來(lái)促進(jìn)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。5G技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展迅速，提升了我國(guó)的綜合科技實(shí)力，吸引優(yōu)秀人才的積聚，帶動(dòng)一些技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，形成一整套產(chǎn)業(yè)鏈，來(lái)帶動(dòng)很多人就業(yè)，這也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)，科技強(qiáng)國(guó)夢(mèng)想的重要保障，具有十分深遠(yuǎn)的意義。另外5G技術(shù)的飛速發(fā)展也可以為其他行業(yè)帶來(lái)示范性效應(yīng)，起到標(biāo)桿的作用，同時(shí)也能夠大力促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

二、概述5G移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)的5G通訊系統(tǒng)將是一個(gè)多功能、多層次、多系統(tǒng)和技術(shù)融合的一個(gè)系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸速度更快，能夠容納更多的客戶，數(shù)據(jù)傳輸量的特點(diǎn)，這就對(duì)5G技術(shù)提出了更高的要求，這就需要5G技術(shù)能夠滿足頻率高，傳輸效率高，容量大的要求，為提升其覆蓋面以及站點(diǎn)數(shù)量從而提高技術(shù)的更新?lián)Q代。目前全世界范圍內(nèi)很多國(guó)家已經(jīng)在開(kāi)始研究5G移動(dòng)通信技術(shù)，隨著小區(qū)內(nèi)人口的越來(lái)越多，對(duì)移動(dòng)設(shè)備的需求也越來(lái)越多，這些因素也會(huì)大大影響網(wǎng)絡(luò)容量和傳輸速度，所以5G技術(shù)需要進(jìn)一步提高和發(fā)展。隨著移動(dòng)通訊迅猛發(fā)展，用量在持續(xù)增加，因此需要制定更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)研究5G關(guān)鍵技術(shù)來(lái)協(xié)同配合，提高信息通訊的質(zhì)量的同時(shí)，來(lái)保障信息傳遞的效率。

在通訊速率方面，5G技術(shù)能夠達(dá)到10Mb/s，假如有特殊的情況和需要，最高速率可以達(dá)到100Mb/s，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)整體穩(wěn)定性需要提高，運(yùn)行能耗需要進(jìn)一步降低。5G技術(shù)的推廣應(yīng)用，使通訊延遲現(xiàn)象得到明顯改觀，安全性和可靠性能夠得到進(jìn)一步增強(qiáng)，用戶能夠得到優(yōu)質(zhì)和服務(wù)和良好的體驗(yàn)。綠色概念貫穿于5G通信技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，節(jié)能的理念隨處可見(jiàn)，注重提高通訊效率，避免浪費(fèi)有效的網(wǎng)絡(luò)資源。

5G通信技術(shù)的目標(biāo)是能夠提供更多的流量，但是無(wú)論運(yùn)營(yíng)成本還是用戶的使用成本都不能得到很大的提升。這就要求網(wǎng)速的總體的成本以及損耗都不能得到大的提高，所以這對(duì)網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備以及框架構(gòu)建、空間傳輸?shù)燃夹g(shù)帶來(lái)了很大的要求和不小的機(jī)遇。5G技術(shù)是繼承了3G、4G的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，其中的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)方面運(yùn)用了多種先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)終端設(shè)備有著更高的要求，并且在傳輸速率等其他方面有了一個(gè)很大的提升。所以未來(lái)終端設(shè)備的研發(fā)也是一個(gè)方向，尤其是注意低成本、多終端的研發(fā)。

三、5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 MIMO技術(shù)的研究與應(yīng)用

多天線（MIMO）技術(shù)的使用是保障系統(tǒng)能夠安全高效運(yùn)行的重要前提，并且可以明顯的提高5G技術(shù)通訊效率和速度。當(dāng)前MIMO技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在無(wú)線通訊方面能夠通過(guò)天線數(shù)量的增加，來(lái)提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和保證通訊的效率。然而在增加天線后，這個(gè)技術(shù)也是十分復(fù)雜難辦的，還會(huì)造成用地面積的增加。

在大規(guī)模的MIMO系統(tǒng)中，有些基站能夠配套了一百左右根的天線，有這么多的天線，一定數(shù)量和用戶的通訊要求能夠得到滿足。在參數(shù)設(shè)置的過(guò)程中，所有的天線要統(tǒng)一在基站下面進(jìn)行統(tǒng)一配置，這樣就形成了MIMO體系。在該體系的運(yùn)作下，5G的分辨率能夠得到大大加強(qiáng)，空間資源能夠得到充分的使用，基站自由度得到大大的提高，為合理布置基站的布局奠定了良好的基礎(chǔ)。

3.2自組網(wǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用

隨著自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用，不僅能夠?qū)?G網(wǎng)絡(luò)布點(diǎn)的問(wèn)題迎刃而解，而且還能夠使5G技術(shù)對(duì)人的依靠大大減少，這樣就能夠有效避免人為錯(cuò)誤導(dǎo)致的影響，這樣組網(wǎng)的能力得到大大的提高。5G網(wǎng)絡(luò)組建過(guò)程中，面臨的困難重重，技術(shù)難度大，同時(shí)在運(yùn)行維護(hù)方面也比較困難。通過(guò)運(yùn)用自組網(wǎng)技術(shù)，不僅能夠?qū)?G建設(shè)中網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題得到很好的解決，而且還能夠促進(jìn)自我的優(yōu)化和提高效率。在5G網(wǎng)絡(luò)組建過(guò)程中，基站的布局也是很講究的，也是比較復(fù)雜的，在后期運(yùn)行維護(hù)方面也有很大的難度，而且5G通信中也有很多異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)也異常復(fù)雜，利用該項(xiàng)自組網(wǎng)技術(shù)，能夠克服5G建設(shè)過(guò)程中的技術(shù)性難題，同時(shí)能夠提高系統(tǒng)的效率，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行自主優(yōu)化。例如：低功率節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)鄰區(qū)關(guān)系產(chǎn)生一定的作用，導(dǎo)致其自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可以利用該自組網(wǎng)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理，隨機(jī)布置切入點(diǎn)，提高系統(tǒng)配置效率，減少對(duì)鄰區(qū)關(guān)系的影響。

3.3多載波技術(shù)的研究與應(yīng)用

多載波技術(shù)是5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)之一。為了提高5G技術(shù)的通訊的效率，確保保持一定量的帶寬，就需要解決低頻段無(wú)法滿足頻段需求的大的問(wèn)題。通過(guò)利用多載波技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，用發(fā)送端作為基礎(chǔ)，濾波器完成合成，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多載波的完全的控制。在這樣的情況下，與實(shí)際相聯(lián)系，通過(guò)改善濾波的反應(yīng)速度和能力，就能夠達(dá)到5G的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在改變?yōu)V波器的反應(yīng)能力的技術(shù)時(shí)，需要克服一系列的不利因素，來(lái)完善5G技術(shù)的穩(wěn)定輸出和運(yùn)行。當(dāng)然，在充分利用在多載波技術(shù)的同時(shí)，運(yùn)用合理的技術(shù)，設(shè)置合理的寬帶頻率等措施，能夠大大提高5G網(wǎng)絡(luò)的利用效率。

3.4超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

未來(lái)的5G通訊，設(shè)備之間的聯(lián)系主要依賴于超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。運(yùn)用該先進(jìn)技術(shù)對(duì)通訊進(jìn)行更新升級(jí)，這樣做不僅能夠大大降低能耗，還可以解決網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的延遲的困擾，能夠大大提高5G通訊的信息傳輸速率和質(zhì)量。利用了超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)據(jù)流量能夠得到大大提升，能夠是4G下的1000倍以上，這就能夠提高網(wǎng)絡(luò)的范圍，還能夠提升通訊的流量等技術(shù)保證，同時(shí)還可以完善智能化設(shè)備與人的完美結(jié)合。雖然該項(xiàng)技術(shù)有著很多的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在一定的不足，例如：當(dāng)我們處在信號(hào)不佳的地方，受到很大的干擾，這樣該項(xiàng)技術(shù)就會(huì)大大折扣。所以研發(fā)人員要對(duì)該技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，將云計(jì)算引入進(jìn)來(lái)，自動(dòng)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)的智能化。

3.5智能化技術(shù)

5G 移動(dòng)通信是在 4G 移動(dòng)通信基礎(chǔ)上來(lái)提高通信的可靠和穩(wěn)定，進(jìn)而提升效率。智能化的加入使得5G技術(shù)如虎添翼。第一，在智能化技術(shù)引進(jìn)后，使得通信技術(shù)判斷更加準(zhǔn)確，在各個(gè)工作中需要對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，智能化技術(shù)的使用，使得測(cè)試更加準(zhǔn)確，并且能夠準(zhǔn)確做出判斷，降低工作失誤率。智能化技術(shù)引入使得各項(xiàng)工作更加有序，提高5G技術(shù)的發(fā)展。在5G技術(shù)中合理使用智能化技術(shù)，必須要保持住5G通信的特色，把握好地區(qū)限制性因素，在保證良好的外部環(huán)境下，進(jìn)一步提高個(gè)性化服務(wù)和水平，來(lái)滿足用戶的需求。

四、結(jié)束語(yǔ)

目前移動(dòng)通信也是處在一個(gè)重要的轉(zhuǎn)型期。當(dāng)前5G技術(shù)的發(fā)展是追求通用化、小型化和虛擬化，這對(duì)傳統(tǒng)移動(dòng)通信設(shè)備來(lái)說(shuō)是一次挑戰(zhàn)。依據(jù)以上的論述，5G移動(dòng)通信的發(fā)展大勢(shì)是不可阻擋，發(fā)展勢(shì)頭是良好的，也是一個(gè)新興的領(lǐng)域，國(guó)家會(huì)越來(lái)越重視。當(dāng)然遇到技術(shù)難題也會(huì)層出不窮，這就要求技術(shù)和研發(fā)人員不斷學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，制定出符合我國(guó)國(guó)情的切實(shí)可行的方案，尤其是制定滿足適合個(gè)人需要的方案，真正攻克限制該技術(shù)在我國(guó)推廣應(yīng)用過(guò)程遇到的“卡脖子”技術(shù)難題，最終為我國(guó)通信事業(yè)的迅猛發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量，為5G移動(dòng)通信技術(shù)的推廣提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

參 ?考 ?文 ?獻(xiàn)

[1]黃建偉.5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].通訊世界， 2019，26（08）：116-117.

[2]孫廣新.5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)， 2019，45（03）：46.

[3]王劍.5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的探討[J].數(shù)字通信世界， 2018（11）：50.

[4]方凱.5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].數(shù)碼世界， 2018，（12）：40.

[5]張雁鳴，肖國(guó)軍.5G移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)[J].數(shù)字通信世界， 2018，（8）.55-56.

[6]青瓊.5G移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].信息記錄材料.2020，（5）.160-161.

楊明，1977.10.28，男，江西省撫州市，本科，中級(jí)工程師，研究方向：5G、數(shù)字信息化技術(shù)